KR20170124281A - 발광소자 패키지 - Google Patents

발광소자 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR20170124281A
KR20170124281A KR1020160053974A KR20160053974A KR20170124281A KR 20170124281 A KR20170124281 A KR 20170124281A KR 1020160053974 A KR1020160053974 A KR 1020160053974A KR 20160053974 A KR20160053974 A KR 20160053974A KR 20170124281 A KR20170124281 A KR 20170124281A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
lead electrode
mounting portion
emitting device
exposed
Prior art date
Application number
KR1020160053974A
Other languages
English (en)
Inventor
이동용
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020160053974A priority Critical patent/KR20170124281A/ko
Publication of KR20170124281A publication Critical patent/KR20170124281A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED

Abstract

실시 예는, 서로 마주보는 제1리드전극과 제2리드전극; 상기 제1리드전극상에 배치되는 제1전극 및 상기 제2리드전극상에 배치되는 제2전극을 포함하는 발광소자; 상기 발광소자상에 배치되는 파장변환층; 상기 발광소자, 파장변환층, 제1리드전극 및 제2리드전극을 커버하는 반사부재를 포함하고, 상기 파장변환층은 상기 반사부재의 상면으로 노출되고, 상기 제1리드전극과 제2리드전극은 상기 반사부재의 측면으로 노출되는 발광소자 패키지를 개시한다.

Description

발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시 예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 전기에너지를 빛 에너지로 변환하는 화합물 반도체 소자로서, 화합물반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
질화물반도체 발광소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 갖고 있다. 따라서, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
칩 스케일(CSP, Chip Scale Package) 패키지는 플립칩에 직접 형광체층을 형성하여 제작할 수 있다. 칩 스케일 패키지는 패키지의 소형화를 가능하게 하나, 모든 면에서 발광하므로 필요에 따라 발광 방향을 조절할 필요가 있다. 또한, 칩 스케일 패키지는 칩 사이즈에 비해 본딩패드의 크기가 작아 측면(side view) 타입으로 제작하기 어려움이 있다.
실시 예는 측면 발광이 가능한 발광소자 패키지를 제공한다.
또한, 안정적인 SMT 공정이 가능한 발광소자 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 서로 마주보는 제1리드전극과 제2리드전극; 상기 제1리드전극상에 배치되는 제1전극 및 상기 제2리드전극상에 배치되는 제2전극을 포함하는 발광소자; 상기 발광소자상에 배치되는 파장변환층; 상기 발광소자, 파장변환층, 제1리드전극 및 제2리드전극을 커버하는 반사부재를 포함하고, 상기 파장변환층은 상기 반사부재의 상면으로 노출되고, 상기 제1리드전극과 제2리드전극은 상기 반사부재의 측면으로 노출된다.
상기 제1리드전극은, 제1방향으로 연장된 제1안착부; 상기 제1안착부의 끝단에 연결된 제1실장부; 및 상기 제1안착부에서 제1방향과 수직한 방향으로 돌출된 제1돌출부를 포함하고, 상기 제2리드전극은, 상기 제1방향으로 연장된 제2안착부; 상기 제2안착부의 끝단에 연결된 제2실장부; 및 상기 제2안착부에서 제1방향과 수직한 방향으로 돌출된 제2돌출부를 포함할 수 있다.
상기 제1안착부와 제2안착부는 서로 마주보게 배치될 수 있다.
상기 제1안착부와 제2안착부는 서로 마주보는 면에 형성된 곡률을 포함할 수 있다.
상기 제1실장부 및 제2실장부는 상기 반사부재의 측면으로 노출될 수 있다.
상기 제1돌출부 및 제2돌출부는 상기 반사부재의 측면으로 노출될 수 있다.
상기 제1실장부의 노출면적은 상기 제1돌출부의 노출면적보다 클 수 있다.
상기 제1실장부와 제2실장부는 노출된 면에 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 제1실장부와 제2실장부는 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 제1실장부와 제2실장부의 관통홀은 서로 다른 형상을 가질 수 있다.
상기 반사부재는 상면과 하면, 및 상기 상면과 하면을 연결하는 4개의 측면을 포함하고, 상기 4개의 측면은 서로 평행한 제1측면과 제2측면, 및 서로 평행한 제3측면 과 제4측면을 포함하고, 상기 제1리드전극과 제2리드전극은 상기 제1측면과 제2측면으로 노출될 수 있다.
상기 제1리드전극과 제2리드전극은 하면 및 상기 4개의 측면으로 모두 노출될 수 있다.
실시 예에 따르면, 측면 발광이 가능한 발광소자 패키지를 제작할 수 있다.
또한, 본딩 패드가 넓어 안정적인 SMT 공정이 가능해진다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 다른 각도에서 본 도면이고,
도 4는 도 1의 리드전극의 사시도이고,
도 5는 도 1의 리드전극이 반사부재의 측면으로 노출된 상태를 보여주는 도면이고,
도 6은 도 1의 평면도이고,
도 7는 도 1의 발광소자의 개념도이고,
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 11은 복수 개의 발광소자 패키지로 분리하기 전 상태를 보여주는 도면이고,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이고,
도 13은 도 12의 회로기판에 발광소자 패키지가 실장되는 상태를 보여주는 도면이고,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 개념도이다.
본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 다른 각도에서 본 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1리드전극(310)과 제2리드전극(320) 상에 배치되는 발광소자(100), 발광소자(100)상에 배치되는 파장변환층(200), 및 반사부재(400)를 포함한다.
발광소자(100)는 자외선 파장대의 광 또는 청색 파장대의 광을 방출할 수 있다. 발광소자(100)는 하부에 제1전극(181), 및 제2전극(182)이 배치된 플립칩(Flip chip)일 수 있다. 발광소자(100)는 직육면체 구조일 수 있으나, 반드시 이에 한정하지는 않는다. 발광소자(100)의 구조에 대해서는 후술한다.
파장변환층(200)은 발광소자(100)상에 배치될 수 있다. 파장변환층(200)은 고분자 수지로 제작될 수 있다. 고분자 수지는 광 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 및 아크릴 수지 중 어느 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 고분자 수지는 실리콘 수지일 수 있다.
파장변환층(200)에 분산된 파장변환입자는 발광소자(100)에서 방출된 광을 흡수하여 백색광으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 파장변환입자는 형광체, QD(Quantum Dot) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1리드전극(310)은 제1방향으로 연장된 제1안착부(312), 제1안착부(312)의 끝단에 연결된 제1실장부(313), 및 제1안착부(312)에서 제1방향과 수직한 방향으로 돌출된 제1돌출부(311)를 포함한다. 제1방향은 X방향과 평행한 방향일 수 있다.
제2리드전극(320)은 제1방향으로 제1리드전극(310)과 마주보게 배치될 수 있다. 제2리드전극(320)은 형상은 제1리드전극(310)과 동일할 수 있다. 제2리드전극(320)은 제1방향으로 연장된 제2안착부(322), 제2안착부(322)의 끝단에 연결된 제2실장부(323), 및 제2안착부(322)에서 제1방향과 수직한 방향으로 돌출된 제2돌출부(321)를 포함한다.
제1리드전극(310)의 제1안착부(312)와 제2리드전극(320)의 제1안착부(312)는 서로 마주보게 배치되고, 서로 마주보는 면에 곡률(311a, 321a)이 형성된다. 곡률(311a, 321a)은 리드전극의 두께방향으로 형성될 수 있다.
제1안착부(312)와 제2안착부(322)는 제1전극(181)과 제2전극(182)이 배치될 수 있는 폭과 길이를 가질 수 있다. 제1실장부(313)와 제2실장부(323)는 내부에 관통홀(315, 325)이 형성되어 내부에 반사부재(400)가 삽입될 수 있다. 따라서, 제1리드전극(310)과 제2리드전극(320)은 반사부재(400)와 결합력이 향상될 수 있다.
제1실장부(313)의 높이(H2) 대 제1안착부(312)의 높이(H1)의 비(H2:H1)는 1: 0.4 내지 1: 0.8일 수 있다. 높이의 비(H2:H1)가 1:0.4미만인 경우에는 리드전극의 두께가 너무 얇아져 강성이 저하되는 문제가 있으며, 높이의 비(H2:H1)가 1:0.8을 초과하는 경우에는 패키지의 높이가 증가하여 사이즈가 커지는 문제가 있다.
반사부재(400)는 상면(401)과 하면(402), 및 상면(401)과 하면(402)을 연결하는 4개의 측면(403, 404, 405, 406)을 포함한다. 4개의 측면은 서로 평행한 제1측면(403)과 제2측면(404), 및 서로 평행한 제3측면(405)과 제4측면(406)을 포함할 수 있다. 반사부재(400)는 직육면체 형상을 가질 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
반사부재(400)는 발광소자(100), 파장변환층(200), 제1리드전극(310), 및 제2리드전극(320)을 커버한다. 예시적으로 반사부재(400)는 파장변환층(200)의 상면(201)을 노출시킬 수 있다. 반사부재(400)에 의해 커버된 부분은 차폐된다. 따라서, 패키지의 발광영역을 제어할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 파장변환층(200)의 측면을 노출시킬 수도 있다.
반사부재(400)는 기재에 반사 입자가 분산된 구조일 수 있다. 기재는 광 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 및 아크릴 수지 중 어느 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 고분자 수지는 실리콘 수지일 수 있다. 반사 입자는 TiO2 또는 SiO2와 같은 입자를 포함할 수 있다.
그러나, 이에 한정하는 것은 아니고, 반사부재(400)는 굴절률이 상이한 제1층과 제2층을 포함할 수 있다. 반사부재(400)는 분산형 브래그 반사(distributed bragg reflector: DBR) 구조로 형성될 수 있다.
반사부재(400)는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 유전체층이 교대로 배치된 구조를 포함하며, 예컨대, SiO2, Si3N4, TiO2, Al2O3, 및 MgO층 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다.
제1실장부(313), 제1돌출부(311), 제2실장부(323), 및 제2돌출부(321)는 반사부재(400)의 제1측면(403)과 제2측면(404)으로 노출될 수 있다. 이때, 제1실장부(313)와 제2실장부(323)의 노출면적은 제1돌출부(311)와 제2돌출부(321)의 노출면적보다 클 수 있다.
제1실장부(313)와 제2실장부(323)의 노출면에는 코팅층이 형성될 수 있다. 그에 반해, 제1돌출부(311)와 제2돌출부(321)는 코팅층 없이 노출될 수 있다.
실시 예에 따르면, 반사부재(400)에서 파장변환층(200)이 노출되는 상면(401)과 제1, 제2리드전극(310, 320)이 노출되는 측면(403, 404)은 서로 수직하다. 이러한 구조는 도 3과 같이 측면형(Side View) 발광소자 패키지를 가능하게 한다.
실시 예에 따르면, 제1리드전극(310)의 제1실장부(313)와 제1돌출부(311), 및 제2리드전극(320)의 제2실장부(323) 및 제2돌출부(321)가 모두 반사부재(400)의 측면으로 노출되므로 실장 면적을 넓게 확보할 수 있는 장점이 있다. 또한, 반사부재(400)의 측면 내에서 다양한 면적의 패드를 제작할 수 있다. 따라서, 표면실장(SMT) 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 리드전극의 사시도이고, 도 5는 도 1의 리드전극이 반사부재의 측면으로 노출된 상태를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 1의 평면도이다.
도 4를 참고하면, 제1리드전극(310)은 X방향으로 연장된 제1안착부(312), 제1안착부(312)의 끝단에 연결된 제1실장부(313), 및 제1안착부(312)에서 Y방향으로 돌출된 제1돌출부(311)를 포함한다.
제2리드전극(320)은 X방향으로 제1리드전극(310)과 마주보게 배치될 수 있다. 제2리드전극(320)은 형상은 제1리드전극(310)과 동일할 수 있다. 제2리드전극(320)은 제1방향으로 연장된 제2안착부(322), 제2안착부(322)의 끝단에 연결된 제2실장부(323), 및 제2안착부(322)에서 제1방향과 수직한 방향으로 돌출된 제2돌출부(321)를 포함한다.
제1실장부(313)는 제1형상의 제1관통홀(315)을 갖고, 제2실장부(323)는 제2형상의 제2관통홀(325)을 가질 수 있다. 제1형상과 제2형상은 서로 상이할 수 있다. 따라서, 외부에서 패키지의 방향성 및 전극의 위치를 파악할 수 있다. 예시적으로 원통 형상의 관통홀이 형성된 부분에는 애노드 전극을 실장함으로써 복수 개의 패키지를 정렬시킬 수 있다.
도 5를 참고하면, 제1리드전극(310)과 제2리드전극(320)은 발광소자(100)의 상면을 제외한 모든 면으로 노출될 수 있다. 제1리드전극(310)의 제1돌출부(311), 제1실장부(313)는 반사부재(400)의 제1측면(403)과 제2측면(404) 및 하면(402)으로 노출되고, 제1실장부(313)의 끝단(314)은 제3측면(405)으로 노출될 수 있다.
이와 동일하게 제2리드전극(320)은 제2돌출부(321), 제2실장부(323)가 반사부재(400)의 제1측면(403)과 제2측면(404) 및 하면(402)으로 노출되고, 제2실장부(323)의 끝단(324)이 제4측면(406)으로 노출될 수 있다.
도 6을 참고하면, Y방향으로 제1안착부(312)의 폭(W3)은 발광소자(100)의 폭(W4)보다 좁을 수 있다. 그러나, 발광소자(100)가 안착되는 영역에는 Y방향으로 제1돌출부(311)가 형성되므로 발광소자(100)와의 안정적인 지지가 가능해진다.
제1안착부(312)의 폭(W3)은 제1실장부(313)의 폭(W6)보다 작을 수 있다. 또한, 제1돌출부(311)의 폭(W6)은 제1실장부(313)의 폭(W6)과 동일할 수 있다. 따라서, 제1실장부(313)와 제1돌출부(311)는 반사부재(400)의 측면(403, 404)으로 노출될 수 있다.
X방향과 Y방향으로 파장변환층(200)의 폭(W2, W5)은 발광소자(100)의 폭(W1, W4)보다 클 수 있다. X방향을 기준으로 파장변환층(200)의 폭(W2) 대 발광소자(100)의 폭(W1)의 비(W2:W1)는 1:0.6 내지 1: 0.9일 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 발광소자(100)에서 방출되는 광의 대부분을 변환할 수 있고 빛 샘 방지가 가능하다. 예시적으로 파장변환층(200)의 폭(W2)은 발광소자(100)의 폭(W1)보다 5um이상 클 수 있다.
Y방향으로 반사부재(400)의 폭(W6)과 파장변환층(200)의 폭(W5)의 비(W6:W5)는 1.1:1 내지 1.5:1일 수 있다. 폭의 비(W6:W5)가 1.1:1 이하인 경우에는 반사부재(400)의 측벽의 두께가 너무 얇아져 빛 샘 현상이 발생할 수 있으며, 폭의 비(W6:W5)가 1.5:1을 초과하는 경우 사이즈에 비해 발광면적이 작아지는 문제가 있다.
도 7은 실시 예에 따른 발광소자의 개념도이다.
실시 예의 발광소자(100)는 기판(110)의 하부에 배치되는 발광 구조물(150), 발광 구조물(150)의 일 측에 배치되는 한 쌍의 전극 패드(171, 172)를 포함한다.
기판(110)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함한다. 기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 필요에 따라 기판(110)은 제거될 수 있다.
제1반도체층(120)과 기판(110) 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 구비될 수 있다. 버퍼층은 기판(110) 상에 구비된 발광 구조물(150)과 기판(110)의 격자 부정합을 완화할 수 있다.
버퍼층은 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층에는 도펀트가 도핑될 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.
버퍼층은 기판(110) 상에 단결정으로 성장할 수 있으며, 단결정으로 성장한 버퍼층은 제1반도체층(120)의 결정성을 향상시킬 수 있다.
발광 구조물(150)은 제1반도체층(120), 활성층(130), 및 제2반도체층(140)을 포함한다. 일반적으로 상기와 같은 발광 구조물(150)은 기판(110)과 함께 절단하여 복수 개로 분리될 수 있다.
제1반도체층(120)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1반도체층(120)에 제1도펀트가 도핑될 수 있다. 제1반도체층(120)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제1도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1도펀트가 도핑된 제1반도체층(120)은 n형 반도체층일 수 있다.
활성층(130)은 제1반도체층(120)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2반도체층(140)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(130)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(130)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(130)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
제2반도체층(140)은 활성층(130) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2반도체층(140)에 제2도펀트가 도핑될 수 있다. 제2반도체층(140)은 Inx5Aly2Ga1 -x5- y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2도펀트가 도핑된 제2반도체층(140)은 p형 반도체층일 수 있다.
활성층(130)과 제2반도체층(140) 사이에는 전자 차단층(EBL)이 배치될 수 있다. 전자 차단층은 제1반도체층(120)에서 공급된 전자가 제2반도체층(140)으로 빠져나가는 흐름을 차단하여, 활성층(130) 내에서 전자와 정공이 재결합할 확률을 높일 수 있다. 전자 차단층의 에너지 밴드갭은 활성층(130) 및/또는 제2반도체층(140)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.
전자 차단층은 Inx1Aly1Ga1 -x1- y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물(150)은 제2반도체층(140)에서 제1반도체층(120) 방향으로 형성된 관통홀(H)을 포함한다. 절연층(160)은 발광 구조물(150)의 측면 및 관통홀(H) 상에 형성될 수 있다. 이때, 절연층(160)은 제2반도체층(140)의 일면을 노출할 수 있다.
전극층(141)은 제2반도체층(140)의 일면에 배치될 수 있다. 전극층(141)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다.
또한, 전극층(141)은 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi 중에서 선택된 금속층을 더 포함할 수 있다.
제1전극패드(171)는 제1반도체층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로 제1전극패드(171)는 관통홀(H)를 통해 제1반도체층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극패드(171)는 제1솔더범프(181)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2전극패드(172)는 제2반도체층(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로 제2전극패드(172)는 절연층(160)을 관통하여 전극층(141)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전극패드(172)는 제2솔더범프(182)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 복수 개의 발광소자 패키지로 분리하기 전 상태를 보여주는 도면이다.
도 8을 참고하면, 제1리드전극(310)과 제2리드전극(320)을 서로 마주보게 배치한 후, 그 위에 발광소자(100)를 실장할 수 있다. 발광소자(100)의 실장 방법은 특별히 제한되지 않는다.
발광소자(100)의 제1전극은 제1리드전극(310)의 제1안착부(312)에 실장되고 제2전극은 제2리드전극(320)의 제2안착부(322)에 실장될 수 있다. 제1안착부(312)와 제2안착부(322)는 제1실장부(313) 및 제2실장부(323)에 비해 두께가 얇으므로 전체적인 칩 사이즈를 작게 제작할 수 있다.
이후 도 9와 같이 발광소자(100)상에 파장변환층(200)을 배치한다. 파장변환층(200)은 필름 타입일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 파장변환층(200)은 고분자 수지로 제작될 수 있다. 고분자 수지는 광 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 및 아크릴 수지 중 어느 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 고분자 수지는 실리콘 수지일 수 있다.
파장변환층(200)에 분산된 파장변환입자는 발광소자(100)에서 방출된 광을 흡수하여 백색광으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 파장변환입자는 형광체, QD(Quantum Dot) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
형광체는 YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 어느 하나의 형광물질이 포함될 수 있으나, 실시 예는 형광체의 종류에 특별히 제한되지 않는다. 발광소자(100)가 UV LED인 경우 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 및 적색 형광체가 선택될 수 있다. 발광소자(100)가 청색 LED인 경우 형광체는 녹색 형광체 및 적색 형광체가 선택되거나, 황색 형광체(YAG)가 선택될 수 있다.
이후, 도 10과 같이 반사부재(400)를 형성하여 파장변환층(200)의 일면을 제외한 나머지 모든 면적을 커버할 수 있다. 이때, 제1실장부(313), 제2실장부(323), 제1돌출부(311), 및 제2돌출부(321)가 반사부재(400)의 측면으로 노출되므로 측면형 발광소자 패키지로 기능할 수 있다.
도 11을 참고하면, 최초 제1리드전극(310)과 제2리드전극(320)을 구성하는 제1리드 내지 제4리드(1, 2, 3, 4)는 모두 연결된 구조일 수 있다. 이후, 서로 마주보는 제2리드(2)와 제3리드(3) 사이에 슬릿을 형성하고, 그 위에 발광소자(100)를 장착할 수 있다. 제1리드전극(310)과 제2리드전극(320)은 슬릿을 형성하는 과정에서 서로 마주보는 면에 곡률이 형성될 수 있다.
한 쌍의 리드전극에 각각 발광소자(100) 및 파장변환층(200)을 장착한 뒤, 반사부재(400)를 사출 성형할 수 있다. 이때, 반사부재(400)는 파장변환층(200)의 상면이 노출되도록 사출할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 파장변환층(200)을 덮도록 두껍게 사출한 후 레벨링하여 파장변환층(200)의 상면을 노출시킬 수도 있다.
이후, 복수의 절단선(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8)을 따라 절단하여 복수 개의 발광소자 패키지(10)를 제작할 수 있다. 이 과정에서 제1돌출부와 제2돌출부가 형성될 수 있다. 제1돌출부와 제2돌출부는 절단되므로 그 측면에는 리드에 코팅된 코팅층이 없을 수 있다.
가로 방향 절단선(P5, P6, P7, P8)의 폭은 제1실장부(313)와 제2실장부(323)의 폭과 동일하거나 작게 제어될 수 있다. 따라서, 절단 공정에서 제1실장부(313)와 제2실장부(323), 제1돌출부(311), 및 제2돌출부(321)는 반사부재(400)의 측면으로 노출될 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제1리드 내지 제4리드(1, 2, 3, 4)를 먼저 복수의 절단선(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8)을 따라 절단한 후 발광소자(100), 파장변환층(200), 및 반사부재(400)를 형성할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 도 12의 회로기판에 발광소자 패키지가 실장되는 상태를 보여주는 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 개념도이다.
도 12를 참고하면, 회로기판(20)에 복수 개의 발광소자 패키지(10)를 실장할 수 있다. 이때, 회로기판(20)에는 발광소자 패키지(10)의 제1리드전극(310)과 전기적으로 연결되는 제1패드(21) 및 제2리드전극(320)과 전기적으로 연결되는 제2패드(22)가 형성될 수 있다.
도 13을 참고하면 도광판(30)의 측면에 배치된 복수 개의 발광소자 패키지(10)는 도광판(30)을 향해 광을 출사할 수 있다. 도광판(30)으로 입사된 광은 면광원으로 변환되어 상부면으로 출사될 수 있다.
실시 예의 발광소자 패키지는 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 부재를 더 포함하여 이루어져 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또한, 실시 예의 발광소자 패키지는 표시 장치, 조명 장치, 지시 장치에 더 적용될 수 있다.
도 14를 참고하면, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈(10, 20), 도광판(30), 광학 시트(40), 디스플레이 패널(50), 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다.
그리고, 조명 장치는 기판과 실시 예의 발광 소자를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 더욱이 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명 실시 예는 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명 실시 예가 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 발광소자 패키지
100: 발광소자
200: 파장변환층
310: 제1리드전극
320: 제2리드전극
400: 반사부재

Claims (13)

  1. 서로 마주보는 제1리드전극과 제2리드전극;
    상기 제1리드전극상에 배치되는 제1전극 및 상기 제2리드전극상에 배치되는 제2전극을 포함하는 발광소자;
    상기 발광소자상에 배치되는 파장변환층;
    상기 발광소자, 파장변환층, 제1리드전극 및 제2리드전극을 커버하는 반사부재를 포함하고,
    상기 파장변환층은 상기 반사부재의 상면으로 노출되고, 상기 제1리드전극과 제2리드전극은 상기 반사부재의 측면으로 노출되는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1리드전극은, 제1방향으로 연장된 제1안착부; 상기 제1안착부의 끝단에 연결된 제1실장부; 및 상기 제1안착부에서 제1방향과 수직한 방향으로 돌출된 제1돌출부를 포함하고,
    상기 제2리드전극은, 상기 제1방향으로 연장된 제2안착부; 상기 제2안착부의 끝단에 연결된 제2실장부; 및 상기 제2안착부에서 제1방향과 수직한 방향으로 돌출된 제2돌출부를 포함하는 발광소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1안착부와 제2안착부는 서로 마주보게 배치되는 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1안착부와 제2안착부는 서로 마주보는 면에 형성된 곡률을 포함하는 발광소자 패키지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1실장부 및 제2실장부는 상기 반사부재의 측면으로 노출되는 발광소자 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1돌출부 및 제2돌출부는 상기 반사부재의 측면으로 노출되는 발광소자 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1실장부의 노출면적은 상기 제1돌출부의 노출면적보다 큰 발광소자 패키지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1실장부와 제2실장부는 노출된 면에 형성된 코팅층을 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1실장부와 제2실장부는 관통홀을 포함하는 발광소자 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1실장부와 제2실장부의 관통홀은 서로 다른 형상을 갖는 발광소자 패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반사부재는 상면과 하면, 및 상기 상면과 하면을 연결하는 4개의 측면을 포함하고,
    상기 4개의 측면은 서로 평행한 제1측면과 제2측면, 및 서로 평행한 제3측면 과 제4측면을 포함하고,
    상기 제1리드전극과 제2리드전극은 상기 제1측면과 제2측면으로 노출되는 발광소자 패키지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1리드전극과 제2리드전극은 하면 및 상기 4개의 측면으로 모두 노출되는 발광소자 패키지.
  13. 회로기판; 및
    상기 회로기판상에 배치되고, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 복수 개의 발광소자 패키지를 포함하는 표시장치.
KR1020160053974A 2016-05-02 2016-05-02 발광소자 패키지 KR20170124281A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160053974A KR20170124281A (ko) 2016-05-02 2016-05-02 발광소자 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160053974A KR20170124281A (ko) 2016-05-02 2016-05-02 발광소자 패키지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170124281A true KR20170124281A (ko) 2017-11-10

Family

ID=60386820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160053974A KR20170124281A (ko) 2016-05-02 2016-05-02 발광소자 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170124281A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200022875A (ko) * 2018-08-24 2020-03-04 주식회사 루멘스 발광소자 패키지, 투광 플레이트 바디 및 발광소자 패키지 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200022875A (ko) * 2018-08-24 2020-03-04 주식회사 루멘스 발광소자 패키지, 투광 플레이트 바디 및 발광소자 패키지 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8575635B2 (en) Light emitting device, light emitting device package, and lighting system
KR101888604B1 (ko) 발광 소자 및 발광 소자 패키지
KR101871372B1 (ko) 발광 소자
KR101799451B1 (ko) 발광 소자
KR102019914B1 (ko) 발광 소자
KR20130045507A (ko) 발광 소자
EP2830094A1 (en) Light emitting device
US8791495B2 (en) Light emitting device package and lighting system
EP2860770A1 (en) Light-emitting element
EP2535953B1 (en) Light emitting device
JP2016152413A (ja) 発光素子パッケージ及びそれを含む照明システム
KR102401828B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102463880B1 (ko) 발광소자 패키지
KR20170133702A (ko) 발광소자 패키지
KR20170124281A (ko) 발광소자 패키지
KR20170058775A (ko) 발광소자 패키지
JP2011146707A (ja) 発光素子チップ、発光素子パッケージ
KR20170020074A (ko) 발광소자 패키지
KR102515609B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102445539B1 (ko) 발광소자 및 조명장치
KR102507444B1 (ko) 발광소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102131309B1 (ko) 형광체 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
KR20190038105A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR20170118508A (ko) 발광소자 패키지
KR102170219B1 (ko) 발광 소자 및 발광 소자 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
WITB Written withdrawal of application